章古台沙地人工乔木林地土壤水分垂直变化分析

通过土钻法对章古台沙地不同乔木植被定位监测,分析土壤水分变化情况.得出结果:不同乔木林类型的土壤含水量在不同时期各不相同.土壤水分的季节性变化是降雨和植物生长共同作用的结果.在雨季,200cm土层土壤含水量最小的是油松林地,雨季土壤含水量为2.7%     

西北干旱区玉米农田光合作用对地表能量平衡的影响

基于"黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验"的涡动相关通量观测数据与气象资料,拟合了张掖地区玉米农田的土壤呼吸速率,估算玉米的植物光合作用,分析光合作用对地表能量闭合率的影响.结果显示:张掖地区玉米农田土壤呼吸速率与4 cm深度的土壤温度和土壤水分相关性最大,选取该深度处土壤温度和水分拟合土壤呼吸速率.土壤温度和土壤水分的单因子拟合模型均不适用于6月下旬玉米农田土壤呼吸速率拟合,确定了以土壤温度和土壤水分为双因子的非线性双幂模型及其参数.考虑植物光合作用时,地表能量闭合率的提升幅度为2.0%～3.5%,平均约2.7%.植物光合作用与土壤呼吸作用均表现出明显的单峰日变化趋势,前者峰值比后者提前近2 h;与土壤呼吸作用相比,植物光合作用日变化剧烈,变化幅度也较强.准确拟合土壤呼吸速率对植物光合作用估算有很大影响,对于地表能量闭合率研究,植物光合作用的贡献不容忽略.     

塔里木河中下游胡杨群落土壤碳通量日变化研究

为了探讨塔里木河中下游胡杨群落土壤呼吸的日变化特征，分析其与环境因子的关系，采用LI—8100对乌斯满、阿其河、英苏和喀尔达依断面的胡杨群落土壤碳通量和距地表10cm气温进行连续的日变化野外监测，比较土壤碳通量与土壤含水量的关系，采用SPSS13.0进行非线性回归分析.研究结果表明：（1）当距地表10cm气温达到30℃时，土壤呼吸受到抑制；（2）各个断面胡杨群落的土壤呼吸速率的差异显著程度不一致，总体来说，土壤水分状况较好的乌斯满断面土壤碳通量较大，而阿其河、英苏和喀尔达依断面的土壤碳通量较小；（3）土壤碳通量与距地表10cm气温之间也适合指数模型，乌斯满、阿其河、英苏和喀尔达依4个断面的Q10值分别为0.61，0.16，0.22，0.35，远低于世界平均水平；（4）土壤碳通量与土壤含水量之间呈显著的正相关关系，适合指数模型.     

阴山北麓荒漠草原土壤水分时序变化特征分析

对阴山北麓荒漠草原地区的土壤水分的时序变化进行了3年的连续观测,通过对观测数据的统计和拟合,对土壤水分的月际和日际变化特征进行了分析,建立了土壤水分日际消耗模型.结果表明:月际土壤水分受蒸散的影响,最大值并未出现在降雨量集中的6～9月.而是出现在4月和10月;10cm和30cm土壤含水量从最大值19%和14%到萎蔫系数分别需要16 d和19 d.     

沙坡头地区不同植被结构对沙地土壤水分的影响

本文利用沙坡头地区人工植被结构的调查结果及与其对应的土壤水分观测数据,分析了不同植被结构对地表水分的影响.结果表明流沙区土壤水分的变化是由浅层至深层逐渐增加,植被区土壤水分由上至下递减明显,并且人工植被区沙层水分随着植被建立时间的延长而线性减少.该地区草本植物对10cm一20em层的土壤含水量影响较大,灌木主要影响20cm一40cm层的土壤含水量.其中雾冰藜和油蒿对地表水分影响较大.对雾冰藜、油蒿、花棒和小画眉草来说,其密度与土壤含水量呈负相关.     

晋西北不同植被类型土壤水分亏缺特征

为了解人工水土保持林地土壤水分变化特征及亏缺现状,对区域植被恢复提供理论依据。对晋西北岚县典型人工林和对照样地撂荒地进行土壤水分测定,通过构建土壤水分亏缺定量评价模型,对柠条林(Cartagena korshinskii)、油松林(Pinus tabuliformis)和撂荒地雨季和非雨季的土壤储水量和土壤水分亏缺指数进行计算。结果表明:(1)随土层深度增加,3种植被的土壤剖面含水量均呈先降低后升高趋势,柠条、油松林土壤剖面含水量分别在300和400 cm深度后呈降低趋势,撂荒地土壤剖面含水量变化呈增长型,土壤含水量最高;(2)3种植被类型的土壤储水量和土壤有效储水量变化趋势相同,均表现为:撂荒地柠条油松,土壤水分相对亏缺量表现为:油松柠条撂荒地;(3)柠条、油松林地存在明显亏缺现象,样地土壤水分平均相对亏缺指数分别为0.24、0.69,撂荒地为-0.19。油松林地的土壤水分亏缺程度高于柠条林和撂荒地。     

黄土丘陵区枣林土壤水分时间稳定性特征

分析黄土丘陵区枣林土壤水分时间稳定性特征可保证土壤水分监测和预报的精确度,同时为优化枣林灌溉措施及生态环境建设提供帮助.利用累积概率分布、相对偏差和spearman秩相关系数等方法,研究黄土丘陵区枣林土壤水分时间稳定性特征.结果表明,0~10cm和10~30cm土层下土壤含水量与变异系数(CV)间均呈现出显著递减的指数函数关系(y=0.4932e-0.1116x,R2=0.9521),且基本表现出中等变异.随着测定时段的变化,研究区土壤水分空间分布格局呈现出一定的时间稳定性特征.10~30cm土壤含水量时间稳定性较0~10cm好,其平均相对偏差(MRD)变化范围为-21.32%~34.23%,MRD的标准偏差(SDRD)变化范围为6.02%~47.58%.通过时间稳定性特征分析可以确定区域土壤水分均值的代表性测点(点18),该代表性测点土壤含水量和区域水分均值相关性高、误差小(R20.98,RMSE0.8).研究区0~30cm土壤含水量spearman秩相关系数较低,其值小于0.72,不同时段下土壤含水量大部分都表现出显著或极显著正相关关系.     

滨海沙地木麻黄人工林土壤水分动态及有效性

以连续定位测定数据,对福建海岸带木麻黄林地土壤水分动态及有效性进行分析.结果表明,木麻黄防护林土壤水分的季节变化分为5个时期:土壤水分积累期、土壤水分消退期、土壤水分缓冲期、土壤水分平稳期、土壤水分恢复期.土壤水分垂直变化在1m内垂直剖面上,水分变异系数都在0.45以上,土壤水分变异较大.从土壤水分有效性来看,其土壤水分基本上处于难效水状态,在时间和深度上,中龄林土壤难效水出现的机率为90.8%,略低于幼龄林土壤(幼龄林为98.3%),相应中龄林土壤中效水出现的机率为9.2%,略高于幼龄林土壤(幼龄林为1.7%).通过对影响土壤水分含量的气象因子的综合分析,得到土壤含水量与气象因子之间的多元回归方程.降水是限制木麻黄林木生长发育的主要因子.     

一种基于查找表的GNSS-R土壤含水量估算方法

在分析模型仿真结果的基础上,提出基于查找表的GNSS-R土壤含水量估算方法.将该方法应用于地基试验观测数据处理中,结果表明,2013年12月22日试验的估算结果比较接近3.5 cm深度的土壤含水量实测值.2013年9月的试验结果显示反射信号功率有强烈的衰减,可能的原因是,接收反射信号的高增益天线倾斜架设以及地表中等程度的植被覆盖.此方法在保证计算精度的同时还有显著的效率优势,能够为GNSS-R试验方案设计、土壤含水量估算模型改进等提供参考.     

漫灌过程中不同径级枣树根际土壤水分含量变化规律

以枣树林中空地为对照,研究漫灌条件下新疆阿克苏地区不同径级枣树根际土壤水分含量的变化规律,并用EM50监测土壤含水量,以确定不同灌水量下不同径级枣树根际土壤水分的下渗速率、湿润区间、灌溉周期,为枣树的精准灌溉提供科学依据.结果表明:灌水量为80 m3/亩、120 m3/亩、160 m3/亩时的枣树林地土壤湿润区间分别为0～-60cm、0～-80cm和0～-100cm.在灌溉过程中,0～-40cm湿润区间枣树根际土壤含水量增加迅速.不同径级枣树根际土壤水分的平均运移速率随着灌溉量的增加呈增加的趋势.根际土壤水分散失过程随着灌水量和土壤深度的增加而有延长.根际土壤含水量与土壤有机质呈极显著的正相关,与土壤容重呈显著的负相关.     

季节性冻土表层水分与偏振反射的关系

季节性冻土是存在于寒温带气候条件下的典型土壤形态。在季节性冻土中,水是以冰晶的形式存在的。一定含水量的季节性冻土表现为非朗伯特性,这就会导致季节性冻土表面的反射光中包含偏振信息。以黑土为例,通过对季节性冻土的线偏振度的测量,建立其含水量与偏振度之间的函数关系,并确定季节性冻土表现为非朗伯体含水量临界值。该临界值的确定对季节性冻土圈含水量的预测以及季节性冻土融化过程产生的水量计算提供了可靠的研究方法。     

吉林中部地区土壤水分遥感反演与应用

表观热惯量法是热红外遥感监测土壤水分的重要方法之一.土壤的表观热惯量可以通过对土壤反照率和地表温度日较差的测量而获得。以吉林中部地区为研究区,根据表观热惯量反演土壤水分含量的原理,选取春播时期的四月份时相,利用MODIS_L1B数据计算模型中的相关参量,进而计算表观热惯量值。将计算结果与土壤水分含量实测值进行线性回归分析,结果通过了置信度0.01的显著水平t检验,相关系数R=0.831,并分析土壤类型对土壤水分含量差异的影响,结果与表观热惯量反演土壤水分的计算结果一致。     

基于平均影响值算法和BP神经网络的根区土壤湿度估算

为了探讨基于地表特征信息应用人工神经网络计算根区土壤湿度的可行性,本研究利用中国境内四个典型区域的农田生态系统野外台站的地表和根区土壤水分实测数据,结合6种气象数据和2种植被指数数据构建了不同深度根区土壤湿度的BP神经网络计算模型,采用决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）三个指标来评估四个站点不同土层深度的模型性能,并使用平均影响值算法（MIV）得到9个地表特征变量的重要性。结果表明：在20~90/100cm深度,模型的平均R2值分别为0.79、0.69、0.66、0.56、0.51和0.47;RMSE为1.91%、2.17%、2.51%、2.71%、2.82%和3.08%;MAE为1.44%、1.61%、1.75%、1.89%、2.04%和2.35%,表明BP神经网络模型能够较好地拟合不同气候和土壤类型区域站点的根区土壤湿度,但模型性能和对土壤湿度的估算精度随土壤深度的增加而降低。地表特征信息的重要性计算结果表明,表层土壤湿度是根区土壤湿度计算模型中最为重要的特征,多个地面特征之间的相互作用为辅助条件,且不同特征在不同气候区和土壤类型区对RZSM的影响情况也不一致。     

运用响应面法的工程废土综合改性优化

基于响应面法中的Box-Behnken试验设计方法,在考虑因素间交互作用的基础上对工程废土进行综合改性优化研究.构建成型压力、混合料含水率、水泥掺量及细石掺量等因素与改性后工程废土表观密度、抗压强度、导热系数和软化系数等指标间的响应面,探索各因素对响应指标的影响规律.通过回归模型修正、试验验证获取适用于工程废土综合改性优化指标响应值预测的回归模型方程.结果表明:考虑工艺成本,工程废土在进行综合改性优化时,成型压力、混合料含水率、水泥掺量和细石掺量的最优取值范围分别为15~25 MPa,10.5%~12.5%,8%~12%和3%~6%;各影响因素对改性后工程废土的表观密度、抗压强度、导热系数和软化系数等指标的影响显著程度均不相同,且存在交互作用;修正后的改性工程废土指标响应值回归模型经试验验证,最大偏差值为6.07%,适用于工程废土改性方案的优化和各指标响应值的预测.     

紫色土丘陵区典型林地土壤温室气体释放研究

采用动态-密闭气室法(LI-6400-09)对紫色土丘陵区三种典型林地土壤温室气体释放进行连续测定.结果表明,温度是影响土壤呼吸的关键因子,各林地土壤呼吸速率与土壤温度呈正相关,都随温度呈指数增长.在温度较低的冬春季,土壤湿度对土壤呼吸的影响不明显,温度较高的夏季土壤湿度与林地(桤树,柏树)土壤呼吸速率呈显著性抛物线相关(p＜0.05);三种林地中,针叶林柏树林地土壤呼吸与土壤湿度相关性最好,当土壤含水量＜25%时,随着湿度的增加,土壤呼吸速率逐渐增大,之后随着湿度的增大,土壤呼吸速率逐渐减小.各季节的日变化规律表现不一致,冬春两季各林地土壤呼吸都和土壤温度的日变化趋势保持一致,表现为先升后减的趋势;夏秋两季,因为较高的土壤温度和表层土壤相对湿度的剧烈波动,各林地土壤呼吸日变化呈现不规则波动.     

免耕探墒对土壤环境因素和旱地玉米产量的影响

对不同耕作方式下旱地玉米种植的试验结果显示,免耕探墒播种条件下2cm～7cm深处土壤容重较旋耕增加了4．31％,没有达到显著水平;免耕探墒播种降低了地温,提高了0era-20cm深处土壤的水分含量;免耕探墒播种产量为6591．82kg／hm2,较旋耕降低553．36kg／hm2,减产效果没有达到显著水平。由此说明,免耕探墒播种是旱地农业生产中有效的抗旱播种方法。     

Estimation of surface soil moisture from ASAR dual-polarized data in the middle stream of the Heihe River Basin

In this paper, a new approach was introduced to estimate surface soil moisture using alternating polarization (AP) data of advanced synthetic aperture radar (ASAR). First, synthetic aperture radar (SAR) backscattering characteristic of bare surface at C band was simulated using advanced integrated equation model (AIEM), and four bare surface backscattering models with different polarization were established. In addition, with simultaneous equations of the former four formulas, the surface roughness was eliminated, and models used to estimate soil moisture on bare surface were derived from simulated multipolarization and multiangle ASAR-AP data. Based on these, the best combination of polarization and incident angle was determined. Finally, soil moisture in the middle stream of the Heihe River Basin was estimated. The field measured data demonstrated that the proposed method was capable of retrieving surface soil moisture for both sparse grassland and homogeneous farmland area.     

GIS支持下的深层土壤含水量遥感调查方法

分析土壤含水性与土壤反射光谱的函数关系以及遥感像元光谱中土壤光谱与植被光谱的组合关系；根据处于平衡状态时地表层含水率与表层以下不同深度土壤含水率的函数；提出在ＧＩＳ支持下采用多波段卫星数据，在剔除植被影响后定量计算表层土壤含水率，进而推算潜水面深和包气带中不同深度土壤含水率的理论和方法     

青岛自动土壤水分对比观测分析评估

根据《自动土壤水分观测准确性研究》理论,对青岛六个区市2011年度土壤水分对比观测实验数据进行分析评估,发现在土壤质地、结构比较均匀地段,自动土壤水分观测经订正可以替代人工观测土壤水分。土壤容重综合修正法比简化直线回归法适宜性和效果均好,方法简便,物理意义清晰。简化直线回归法体积含水率平均绝对误差小于5%,不能保证重量含水率平均绝对误差也小于5%,不能仅以体积含水率平均绝对误差小于5%作为判断标准。     

微生物-电渗法加固淤泥质土的室内试验研究

为改善淤泥质土的工程性质,开展电渗排水和微生物诱导碳酸钙沉积相结合的方法加固淤泥质土的室内试验,研究了微生物-电渗法较普通电渗和阳极处通入氯化钙溶液的电渗在土体的排水量、含水率、表面沉降、pH及抗剪强度的变化.结果表明:微生物-电渗法处理后土体表面沉降量最小,排水量最多,含水率降低最多,抗剪强度最大;处理后土体距离阳极越近,含水率越低,抗剪强度越高.可见微生物-电渗法较电渗和阳极通入氯化钙溶液的电渗的基础上增加了排水量,提高了土体抗剪强度.